[공학]면저항의 정의 및 측정방법

소개

면저항의 정의 및 측정방법(2point method, 4point method)을 자세하게 설명하였습니다.
장수는 많지 않으나 필요한 내용과 그림은 꼭 들어가 있습니다.

목차

1. 면저항의 정의 및 관련 수식
2. 면저항의 측정방법
- 2 probe method 측정방법 및 관련수식
- 4 probe method 측정방법 및 관련수식

본문내용

1. 면저항의 정의

면저항은 저항을 계산하는데 저항율보다 훨씬 쉽고 유용하게 사용되며, 설명은 다음과 같다. 이 두께 - T, 폭 - W, 길이-L을 갖는 직육면체에서 저항은 다음과 같이 표현된다.



또 한 저항율을 두께 T로 나눈 면저항을 이용하면 저항 값은 다음과 같이 표현된다.




따라서 면저항 값만 알면 전체 저항 값은 길이를 폭으로 나눈 값에 면저항 값을 곱한 것과 같게 된다. 이 때 전체 길이를 폭으로 나눈 값을 면 개수(Sheet number)라고 한다. 그러므로 다시 말하면 전체 저항은 면저항과 Sheet number만 알면 쉽게 계산할 수 있게 된다.





2. 면저항의 측정 방법

① Two-point probe
Two-point probe 방법은 두개의 probe가 manipulate되기만 하면 되기 때문에 사용하기가 쉬운 반면에 측정된 data의 해석이 다소 어렵다는 단점이 있다. 두 개의 단자(probe)를 이용한 two-point probe를 보면 두 개의 probe 양단간에 전압 V를 가하면 전류 I가 흐르게 되는데, 이때 전압과 전류의 비로 표시되는 probe 양 단간의 total resistance는 다음과 같이 표현된다.

그러나 Two-point probe인 경우에는 Mechanical probe contact 저항, RC을 정확하게 계산할 수 없기 때문에 RC와 Rsp, Rs가 정확하게 분리될 수 없는 단점이 있게 된다. 또한 Rsh가 Rs보다 매우 커서 구하고자 하는 Rs의 값을 정확하게 추출하기가 매우 어려운 문제점이 있다. 이러한 단점을 보완한 것이 four-point probe이다




② 4-point probe
4-point probe technique은 반도체의 resistivity, 특히 [그림 1-1(b)]와 같이 절연체위에 형성된 금속박막의 저항율를 측정하는데 있어서 가장 널리 사용되는 방법으로 특별한 calibration 절차가 필요 없는 측정이 매우 간단하고 정확한 방법이다.

참고자료

· 전기전자재료
· 각종논문